化学浴沉积znse薄膜材料的结构和光学特性

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1、化学浴沉积ZnSe薄膜材料的结构和光学特性刘洁青姚朝腥徐鋭刘魏虹赵兴玲刘云南师范大学可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室采用化学浴沉积（CBD）制备不同膜厚的ZnSe薄膜，用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）分析薄膜结构，结果显示薄膜为纳米晶立方相闪锌矿结构,平均晶粒尺T约为200nm，结构致密，（111）晶面择优取向。使用分光光度计测得薄膜透射谱与反射谱，计算和分析材料在可见光区域的吸收系数、消光系数、折射率、光学能隙。结果表明，薄膜透过率、反射率均随膜厚的增加而降低，薄膜在本征吸收区域吸收系数很大，且随波长的减小而增大。膜厚为150、400、630nm材料对应的

2、光学能隙值分别为3.16、3.14、3.07eV。关键词：缓冲层;晒化锌;化学浴沉积;结构特性;光学特性;2386650436@qq.基金：国家白然科学基金（51166014）STRUCTURALANDOPTICALPROPERTIESOFZnSeTHINFILMSFABRICATEDBYCHEMICALBATHDEPOSITIONLiuJieqingYaoZhaohuiXuRuiLiuJianhongZhaoXinglingLiuXiaojiaoMinistryofEducationKeyLaboratoryofAdvancedTechnique&PreparationforRenew

3、ableEnergyMaterials，YunnanNormalUniversity;Abstract：ZnSenano-crystallinethinfilmswithdifferentthicknessesaregrownbychemicalbathdeposition.SRMandXRDareusedtoinvestigatethestructureproperties.Resultsshowedthatthinfilmshavezinc-blendestructurewith(111)preferredorientationandcompactstructure,meangrai

4、nsizeisaround200nm.Transmissionandreflectionspectrumofthefilmsarealsomeasuredbyspectrophotometer,opticalpropertieslikeabsorptioncoefficient,extinctioncoefficient,refractionindexandtheenergygapsarccalculatedandanalyzedinvisiblewavelengthregion.Itisfoundthattransmittanceandreflectancedecreasewithth

5、eincreaseoffilmthickness,absorptioncoefficientinintrinsicabsorptionregionisveryhighandincreaseswiththedecreaseofwavelength.Energybandgapvaluesof3.16,3-14,3.07eVareobtainedwhenfilmthicknessare150,400,630nm,respectively.Keyword：bufferlayer;zincselenide;chemicalbathdeposition;structuralproperties;op

6、ticalproperties;0引言目前铜铟镓硒(C1GS)及碲化镉(CdTe)薄膜太阳电池器件结构中缓冲层材料主要选择CdS,但因镉有毒性问题，故无镉缓冲层材料的研究备受关注。日木Shell采用Zn(0,S,0H)、为缓冲层制作的CIGS太阳电池效率达13.4%,创无镉CIGS太阳电池效率的世界纪录XU。ZnSe(2.70eV)作为一种直接带隙半导体材料，较CdS(2.40cV)有更宽的带隙，符合高效薄膜太阳电池对缓冲层材料的设计要求，即与吸收层材料异质结能带匹配的前提下，因缓冲层材料光生少子迁移率低，应尽可能选择吸收系数大的材料，使更多光子被吸收层吸收，从而增大器件的光电流及量子效

7、率;另外，其与吸收层CTGS晶格匹配良好m，可减少界面态密度和复合损失。诸多优势使其成为CIGS吸收层广泛研究的昇质结伴侣似1。此外，ZnSe在蓝、绿光发光二极管，激光屏幕、光电化学电池等光电器件方面有潜在应用m。化学水浴沉职（chemicalbathdeposition,節称CBD）因成本低廉、操作簡单、成膜均匀、低温工艺、材料致密、可大大增加器件的并联电阻等特点，是目前实验室乃至产、Ik化薄膜太阳电池缓冲层材料的主要制备方法H1